(57)【要約】【課題】  印字密度が変化しても効率的かつ安定的な定着加熱を可能にする。【解決手段】  液体現像剤を用いた画像形成装置において、印刷画像情報から算出されるキャリア量及び固形分からスクイーズ量を決定して転写材上に付着するキャリア量及び固形分を算出し、算出結果に基づいて定着条件を制御するように構成したものである。【選択図】        図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体現像剤を用いた画像形成装置において、印刷画像情報から算出されるキャリア量及び固形分からスクイーズ量を決定して転写材上に付着するキャリア量及び固形分を算出し、算出結果に基づいて定着条件を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記スクイーズ量は、キャリア量の下限値を下回らないように決定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体現像剤を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体現像剤を使用した電子写真方式画像形成装置（湿式画像形成装置）が知られており（特許文献１）、印刷媒体上に付着した液体現像剤の定着に加熱装置と加圧ローラとが用いられている。
【０００３】
湿式画像形成装置に用いられる現像剤は、電気絶縁性の有機溶剤（キャリア溶媒）中に固形分（トナー粒子）を懸濁させたものであり、このトナー粒子の粒子径が２μｍ以下、通常は１μｍ程度以下と極めて微細であるため、７μｍ程度の粉体トナー粒子を使用する乾式画像形成装置に比べて高画質化が可能である。
【０００４】
現像剤を構成するキャリア溶媒は、１μｍ前後のトナー粒子の飛散防止の他に、トナー粒子を帯電状態にさせ、均一分散状態にする機能を有し、現像や転写工程では、トナー粒子が電界作用で容易に移動するための架け橋のような役割も担っている。
【０００５】
液体現像プリンタプロセス中のキャリア溶媒は、トナー保存、トナー搬送・層形成、現像、静電転写までには必要な成分であるが、転写材（紙等）への定着工程以後にはキャリア溶媒は画質等から不要である。これらのことから、現在多くの液体現像剤のキャリア溶媒には、揮発性の絶縁性液体が用いられている。ただ、キャリア溶媒の揮発による装置内でのトナー固着や、揮発キャリアの人体への影響、環境問題等から不揮発性のキャリア溶媒を用いる液体現像剤も開発されており、その一つがHVS(High-Viscous-Silicone)トナーである。
【特許文献１】特開２０００−５６５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のような構成以外に、例えば加熱装置と加圧ローラの代わりに、２次転写ローラを設けて紙媒体にトナーとキャリアの混合物を転写した後に、定着ローラで加熱・加圧を行い転写材への定着を行う方式もある。定着工程では、画像の印字密度によってトナー量が変化し、それに伴って必要な定着熱量も変化する。また、キャリアも画像部、非画像部において前記印字密度の変化で転写される量にバラツキが生じ、定着時はいわゆる膜厚（トナーとキャリアの量）がばらばらで、効率的な定着加熱ができず、例えば印字密度が低い場合は過剰な加熱となってしまい、逆に印字密度が高い場合は加熱量が不足することで定着不良となることが考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記のように印字密度によって生じるトナーとキャリアの量のバラツキが必要定着熱量に及ぼす影響に対して、効率的かつ安定的な定着加熱を可能にすることを目的とする。
そのために本発明は、液体現像剤を用いた画像形成装置において、印刷画像情報から算出されるキャリア量及び固形分からスクイーズ量を決定して転写材上に付着するキャリア量及び固形分を算出し、算出結果に基づいて定着条件を制御することを特徴とする。
また、本発明は、前記スクイーズ量が、キャリア量の下限値を下回らないように決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、印字密度に応じて２次転写前の液体現像剤に対するスクイーズ量を決定して２次転写効率を安定化させ、さらに印字密度に応じて定着条件を制御することにより、定着に必要な熱量を効率的かつ安定的に供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の画像形成装置の実施の形態の一例を説明する図である。本画像形成装置はＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ４色の画像を中間転写体上に形成してこれを転写材上に一括転写する例であり、現像と１次転写工程は各色同じであるので、これらの工程については１色を代表して説明する。
【００１０】
液体現像剤容器１には、不揮発性のキャリア液中に固形分（トナー粒子）を一様に分散した液体現像剤が収容され、供給ローラ３により液体現像剤が汲み上げられ、供給ローラ３と接触して周面が同方向に回動する現像ローラ４に供給される。現像ローラ４には現像ローラクリーナ５が配置されて現像ローラ上の現像後の液体現像剤をクリーニングしている。
【００１１】
現像ローラ４と接触して周面が同方向に回動する感光体１０は、帯電器１１により一様帯電された後、露光装置１２による画像露光で静電潜像が形成され、形成された静電潜像は現像ローラ４と対向する位置で液体現像剤で現像され、中間転写ベルト２０を挟んで１次転写ローラ１４が対向する１次転写位置で中間転写ベルト２０上に転写される。転写後に感光体上に残る現像剤は感光体クリーナ１５でクリーニングされる。
【００１２】
中間転写ベルト２０は、駆動ローラ２１、従動ローラ２２の間に張架されて駆動ローラ２１により図の反時計方向に回転駆動され、駆動ローラ２１と２次転写ローラ２４とが紙等の転写材を挟んで対向する位置が２次転写位置となる。また、従動ローラ２２をバックアップローラとしてベルトクリーナ２３が配置され、２次転写位置で転写材に一括転写された後に中間転写ベルト２０上に残った現像剤がクリーニングされる。また、各色の感光体間、図示右端の感光体と２次転写位置との間には、それぞれスクイーズローラ３０が配置され、各色１次転写位置で転写された後の中間転写ベルト２０上の過剰なキャリア液を除去している。
【００１３】
紙等の転写材はカセット４０からローラ４１で順次繰り出されてパス４２を通して搬送され、２次転写位置で一括転写された後、加熱ローラ５０ａ、加圧ローラ５０ｂからなる定着装置５０で定着されて送出される。
【００１４】
図２は、中間転写ベルトの各色後段に設けられ、キャリア液を除去するスクイーズローラとスクイーズのメカニズムを説明する図である。
図２（ａ）において、スクイーズローラ３０は、中間転写ベルト上で液体現像剤に含まれるキャリア液を除去するためのものである。スクイーズローラはφ１０ｍｍの金属シャフトに肉厚２ｍｍ（外径φ１４ｍｍ）のウレタンゴム（硬度ＪIS-A30°）の表層にPFA チューブ２０μｍを巻いて構成し、ローラ幅３０７ｍｍである。中間転写ベルト２０を挟んでスクイーズバックアップローラ３１（φ１０ｍｍの金属シャフト）が対向配置され、線圧約50gf/cmで中間転写ベルトに当接している。ローラの抵抗値は実抵抗値で約Log4Ωで、スクイーズローラ３０とスクイーズバックアップローラ３１の間に電源３２からバイアス電圧を印加して現像剤中の固形分が除去されないようにする。スクイーズローラ３０はウレタンゴム（硬度ＪIS-A70°）からなるクリーニングブレード３３が当接してクリーニングしている。これらの構成により、中間転写ベルト上で液体現像剤のキャリア液が絞り取られて容器内に溜められる。
【００１５】
図２（ｂ）はスクイーズローラによる中間転写体上の液体現像剤の膜厚（固形分とキャリアの量）が変化する様子を示している。
所定の膜厚を有する中間転写体２０上の液体現像剤はスクイーズローラ３０と接触すると、スクイーズローラと中間転写体との速度差、液体現像剤の表面張力、スクイーズローラとの濡れ性、粘度により、一部がスクイーズローラ表面に付着して分離し、膜厚が変化する。このとき、スクイーズローラにはバイアス電圧が印加されているため、帯電している固形分は中間転写体側に引き寄せられてスクイーズローラ側に移行しないようにしているが、一部はキャリアとともにスクイーズローラ側に移行するため、固形分量も変化する。このスクイーズバイアス電圧値を変化させることによりスクイーズローラ側に移行する固形分量も変わるためスクイーズ後の膜厚を制御することができる。
【００１６】
図３はスクイーズバイアスと膜厚との関係を示す図である。
図示するように、スクイーズバイアス電圧とスクイーズ後の膜厚は反比例する関係にあり、また、中間転写体とスクイーズローラとの速度差が大きいとスクイーズ量も大きくなるため、スクイーズ後の膜厚が小さくなり、速度差が小さいと膜厚は大きくなる。
【００１７】
ところで、液体現像剤では、転写バイアス電圧によりキャリア中の電気泳動で固形分が移動するが、このときキャリア量が少ないと、電気泳動が阻害されて固形分の移動が十分に行われず、結果として転写効率が低下し、印字画像が薄くなってしまう。
【００１８】
一方、図４に示すように、膜厚と定着装置における必要な定着熱量とは、膜厚に比例して大きくなる。そのため、膜厚が薄いほど定着熱量は少なくてすむが、上記したように、キャリア量が少なすぎると転写効率が低下してしまうため、転写効率を阻害しないキャリア量の下限値を下回らないように膜厚、即ちスクイーズ量を決めることが必要である。
【００１９】
キャリア量の下限値は、スクイーズ後の中間転写体上、及び紙上のキャリア除去前の重量（キャリア＋固形分の重量）をテープ転写法で求め（単位はｍｇ／ｃｍ2 ）、また、中間転写体上、紙上の液体トナーをヘラで回収し、加熱等でキャリアを飛ばして固形分の重量を測定することにより固形分／（キャリア＋固形分）（固形分比率）を求める。こうして求めた中間転写体上、紙上の固形分比率から２次転写効率が求まり、キャリア量をいろいろ変化させたときの２次転写効率が急激に低下、例えば、２次転写効率が９０％から７０％へと急激に低下したときの固形分比率からキャリア量の下限値が求められる。キャリア量の下限値が求められると、下限値より少し大きいキャリア量を与える固形分比率を目標値として、これになるようにスクイーズバイアスを決定する。
【００２０】
なお、このスクイーズバイアスは印字密度によっても変化させる必要がある。これは印字密度によりスクイーズ後の固形分比率が変化するためである。
そこで、いろいろなスクイーズバイアスを印加し、各印字密度毎にスクイーズ前とスクイーズ後の固形分比率の変化を測定しておく。例えば、印字密度２０％、スクイーズバイアス５００Ｖを印加して、スクイーズ前の固形分比率が１５％であったものが、スクイーズ後の固形分比率が２５％になったとする。また、印字密度３０％、スクイーズバイアス６００Ｖを印加して、スクイーズ前の固形分比率が１５％であったものが、スクイーズ後２０％になったとする。そして、スクイーズ後の固形分比率２５％が２次転写効率を低下させないキャリア量の下限値を若干上回る目標値であるとすると、印字密度３０％、スクイーズバイアス７００Ｖとして固形分比率を目標の２５％とすることができる。
【００２１】
ところで、定着装置における定着条件（必要な熱量の条件）は液体現像剤の膜厚を一定にしたとき、印刷する画像の印字密度により変化するが、この定着条件の制御について図５〜図７により説明する。
【００２２】
図５は印字密度に応じて定着条件を制御する構成を説明するブロック図、図６は印字密度を説明する図、図７は定着条件の制御フローを説明する図である。
制御装置１００、画像メモリ１０１は画像形成装置に内蔵されており、制御装置１００は、画像メモリから用紙サイズを読み取り、図６に示すように主走査方向、副走査方向の画素数を取得して、１頁当たりの全画素数を取得する（ステップＳ１〜ステップＳ３）。次いで、画像メモリ１０１内の画像データから１頁当たりの印刷画像データを取得して（ステップＳ４）、全画素数に対する印刷画像データの比（１頁内の印字密度）を算出する（ステップＳ５）。こうして印字密度が求まると、上記したように印字密度に対応するスクイーズバイアスが決定でき（ステップＳ６）、スクイーズバイアスが決定されると、必要な定着熱量が算出できるのでこれに応じた電力の制御を行う（ステップＳ７）。
【００２３】
なお、ステップＳ７において、キャリアが植物油の場合、酸化重合反応が起こり、温度上昇と共に促進される傾向があり、固形分の回りを酸化重合で固まったキャリアが包み、結果として紙上に固着されるため、制御する温度を補正する必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明によれば、２次転写効率を安定化させ、定着に必要な熱量を効率的かつ安定的に供給することができるので、産業上の利用価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の画像形成装置の実施の形態の一例を説明する図である。
【図２】スクイーズローラとスクイーズのメカニズムを説明する図である。
【図３】スクイーズバイアスと膜厚との関係を説明する図である。
【図４】膜厚と定着熱量との関係を説明する図である。
【図５】本発明の定着条件の制御装置を説明する図である。
【図６】印字密度を説明する図である。
【図７】定着条件の制御フローを説明する図である。
【符号の説明】
【００２６】
１…液体現像剤容器、３…供給ローラ、４…現像ローラ、５…現像ローラクリーナ、１０…感光体、１５…感光体クリーナ、２０…中間転写ベルト、２１…駆動ローラ、２２…従動ローラ、２３…ベルトクリーナ、３０…スクイーズローラ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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